NO147801B

NO147801B - PROCEDURE FOR CONTINUOUS WHITING AND DELIGNIFICATION OF CELLULOSMASS WITH OXYGEN

Info

Publication number: NO147801B
Application number: NO751475A
Authority: NO
Inventors: Richard B Phillips
Original assignee: Int Paper Co
Priority date: 1974-11-06
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1983-03-07
Also published as: NO147801C; FI64407B; IT1050554B; FR2290533B2; FI64407C; AU497459B2; DE2525298A1; US3951733A; ZA752583B; JPS5158501A; PH12114A; FI751308A; SE418202B; FR2290533A2; SE7504168L; BR7503104A; GB1509568A; AU8136375A; NO751475L; CA1020305A

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til kontinuerlig bleking og delignifisering av cellulosemasse med oksy- This invention relates to a method for continuous bleaching and delignification of cellulose pulp with oxy-

gen. Fremgangsmåten er angitt i kravet, og det vises til dette. gen. The procedure is specified in the claim, and reference is made to this.

Det har i mange år vært kjent å delignifisere og bleke masse av ved under anvendelse av forskjellige klorerings-metoder. I papirindustrien omtales disse under tiden som CQE-trinnene i den 5-trinns CpEDED-sekvens eller den 6-trinns C^EHDED-sekvens, hvor CD betyr en blanding av klor og klordioksyd. Bruken av klorgass er ikke billig, og fjerningen av ubrukt klorgass og klorholdige biprodukter fra avløpsstrømmene krever kostbare kje-miske gjenvinningssystemer med sikte på å begrense miljøforurens-ningen . It has been known for many years to delignify and bleach wood pulp using various chlorination methods. In the paper industry, these are currently referred to as the CQE steps in the 5-step CpEDED sequence or the 6-step C^EHDED sequence, where CD means a mixture of chlorine and chlorine dioxide. The use of chlorine gas is not cheap, and the removal of unused chlorine gas and chlorine-containing by-products from the waste streams requires expensive chemical recovery systems with the aim of limiting environmental pollution.

Gjennom årene har det vært fremsatt forslag om Over the years, proposals have been put forward

å erstatte den konvensjonelle klor-delignifisering og blekebehandlingen ved å erstatte klor med oksygen. En rekke prosesser til bleking og delignifisering av masse med oksygen hår vært foreslått, jevnfør for eksempel U.S. patenter nr. 1.860.432, to replace the conventional chlorine delignification and bleaching treatment by replacing chlorine with oxygen. A number of processes for bleaching and delignifying pulp with oxygen hair have been proposed, according to, for example, U.S. Pat. patents no. 1,860,432,

nr. 2.926.114, nr. 3.024.158, nr. 3.274.049, nr. 3.384.533, No. 2,926,114, No. 3,024,158, No. 3,274,049, No. 3,384,533,

nr. 3.251.730, nr. 3.423.282, nr. 3.661.699, de franske patenter nr. 1.310.248 og 1.387.853 og artikler av Nikitin et al. i Trudy Leningradshoi Lesotekb. Nickeskoi Akad. i.S.M. Korova (Transac- No. 3,251,730, No. 3,423,282, No. 3,661,699, French Patent Nos. 1,310,248 and 1,387,853 and papers by Nikitin et al. in Trudy Leningradshoi Lesotekb. Nickeskoi Acad. i.S.M. Korova (Transac-

tions of the Leningrad Academy of Forestry), Vol. 75, pp. 145-155 tions of the Leningrad Academy of Forestry), Vol. 75, pp. 145-155

(1956), Vol. 80, pp. 65-75, 77-90 (1958) og Bumazh. Prom., Vol. (1956), Vol. 80, pp. 65-75, 77-90 (1958) and Bumazh. Prom., Vol.

35, nr. 12, pp. 5-7 (1960). Disse prosesser oppviser imidlertid visse ulemper. Mange av disse prosesser krever beskyttelsesmidler, 35, No. 12, pp. 5-7 (1960). However, these processes have certain disadvantages. Many of these processes require protective agents,

så som magnesiumkarbonat, som beskrevet i U.S. patent nr. 3.384.533, som kan hindre depolymerisering av cellulosen og opprettholdelse av massens viskositet. Foruten å gi problemer på grunn av be- such as magnesium carbonate, as described in U.S. Pat. patent no. 3,384,533, which can prevent depolymerisation of the cellulose and maintenance of the viscosity of the mass. Besides causing problems due to be-

legg - og skorpedannelse i prosessapparaturen medfører bruken av slike kjemikalier en alvorlig ulempe ved at de gir forurensnings-problemer. Hvis forurensning skal kunne unngås, må man anvende kostbare gjenvinningsbehandlinger for å fjerne slike beskyttelsesmidler fra avløpsstrømmene. scale and crust formation in the process equipment entails the use of such chemicals a serious disadvantage in that they cause pollution problems. If pollution is to be avoided, expensive recovery treatments must be used to remove such protective agents from the waste streams.

U.S. patent nr. 3.832.276 (tilsvarer norsk patent U.S. patent no. 3,832,276 (equivalent to Norwegian patent

144 930) markerer et vesentlig fremskritt på dette område, fordi 144,930) marks a significant advance in this area, because

det beskriver en kommersielt brukbar prosess til delignifisering og bleking av en alkalisk, fortynnet oppslemning av masse ved hjelp av oksygen. Ved denne prosess anvendes en alkalisk vandig masseoppslemning med en konsistens på ca. 2-10%, en pH mellom ca. 9 og 14, en reaksjonstemperatur mellom ca. 70 og 120°C, med oksygenet oppløst og godt dispergert og findelt i oppslemningen, slik at det ikke dannes noen agglomererte bobler, og den oksygenholdige masseoppslemning har praktisk talt ingen bobler som er større enn ca. 1,5 mm i diameter. Man anvendte slike betingelser at trykket i oppslemningen gradvis ble mindre, og behandlet oppslemning ble kontinuerlig uttatt fra systemet. Ifølge et valgfritt trekk ved nevnte prosess forbehandles oppslemningen med oksygen og alkali ved forhøyet temperatur og trykk i en forbehandlingsbeholder. it describes a commercially viable process for the delignification and bleaching of an alkaline dilute slurry of pulp with the aid of oxygen. In this process, an alkaline aqueous pulp slurry is used with a consistency of approx. 2-10%, a pH between approx. 9 and 14, a reaction temperature between approx. 70 and 120°C, with the oxygen dissolved and well dispersed and finely divided in the slurry, so that no agglomerated bubbles are formed, and the oxygenated pulp slurry has practically no bubbles larger than about 1.5 mm in diameter. Such conditions were used that the pressure in the slurry gradually decreased, and treated slurry was continuously withdrawn from the system. According to an optional feature of said process, the slurry is pretreated with oxygen and alkali at elevated temperature and pressure in a pretreatment container.

Ovennevnte prosess ifølge U.S. patent nr. 3.832.276 ga papirindustrien en ny, effektiv, kontinuerlig prosess som på utmerket måte utnyttet de kloreringstårn som konvensjonelle papir-fabrikker allerede var utstyrt med. Ifølge den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en forbedret fremgangsmåte, hvor man ut-nytter optimalt det forbehandlingstrinn som i det nevnte patent utføres under trykk. The above process according to U.S. Pat. patent No. 3,832,276 provided the paper industry with a new, efficient, continuous process that made excellent use of the chlorination towers that conventional paper mills were already equipped with. According to the present invention, an improved method is provided, in which optimal use is made of the pretreatment step which in the aforementioned patent is carried out under pressure.

Det er vel kjent fra litteraturen vedrørende bleking med oksygen at en økning i reaksjonstemperaturen under ellers like forhold vil resultere i en økning i graden av delignifisering. It is well known from the literature regarding bleaching with oxygen that an increase in the reaction temperature under otherwise equal conditions will result in an increase in the degree of delignification.

En artikkel av Jan Gajdos i Papir a Celluloza, mars, 1973, s. 15-20, viser dette klart. Når man bruker det konvensjonelle tårn og fører den oksyderte oppslemning oppover gjennom tårnet, er imidlertid den maksimalt oppnåelige temperatur øverst i tårnet koketemperaturen til den alkaliske oppslemning. Da varmetapet oppover i tårnet er lite, vil også temperaturen ved bunnen av tårnet være nær koketemperaturen. Å bruke høyere temperatur ville gi slike sterkt uønskede dampdannelser ("flashing") som medfører oppstøt av masse - oppslemning oppover hele tårnet, hvilket ikke kan tolereres. An article by Jan Gajdos in Papir a Celluloza, March, 1973, pp. 15-20, shows this clearly. However, when using the conventional tower and passing the oxidized slurry up through the tower, the maximum attainable temperature at the top of the tower is the boiling temperature of the alkaline slurry. As the heat loss up the tower is small, the temperature at the bottom of the tower will also be close to the boiling temperature. Using a higher temperature would produce such highly undesirable vapor formations ("flashing") which cause regurgitation of mass - slurry up the entire tower, which cannot be tolerated.

Den foreliggende oppfinnelse tar følgelig sikte på å tilveiebringe en relativt billig, kontinuerlig fremgangsmåte for delignifisering og bleking av cellulosemasse, hvilken fremgangsmåte utgjør en forbedring i forhold til prosessen ifølge U.S. patent nr. 3.832.276. Videre skaffer oppfinnelsen en billig kontinuerlig prosess for delignifisering og bleking av masse, hvor det på en praktisk måte kan oppnåes høyere temperatur i en del av prosessen og følgelig bedre delignifisering. Accordingly, the present invention aims to provide a relatively inexpensive, continuous process for delignifying and bleaching cellulosic pulp, which process constitutes an improvement over the process of U.S. Pat. Patent No. 3,832,276. Furthermore, the invention provides an inexpensive continuous process for delignification and bleaching of pulp, where a higher temperature can be achieved in a practical way in part of the process and consequently better delignification.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer enn videre The present invention further provides

en fremgangsmåte til delignifisering og bleking av masse hvor man også får fordelen av en reduksjon i mengden av karbohydrat - nedbryting, eller viskositetstap, som følger med delignifisering. a method for delignification and bleaching of pulp where one also gets the advantage of a reduction in the amount of carbohydrate - breakdown, or loss of viscosity, which accompanies delignification.

Denne fordel fås som et resultat av de lavere konsentrasjoner av NaOH som anvendes. This advantage is obtained as a result of the lower concentrations of NaOH used.

Et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe en réhtivt billig, kontinuerlig fremgangsmåte til delignifisering og bleking av masse ved bruk av oksygen, hvorved man oppnår den ytterligere fordel at reaktorstørrelsen og dermed kostnaden kan reduseres for en gitt oppholdstid i pre-retensjons-reaktoren. Another object of the invention is to provide a really cheap, continuous method for delignification and bleaching of pulp using oxygen, whereby the further advantage is achieved that the reactor size and thus the cost can be reduced for a given residence time in the pre-retention reactor.

Andre formål og fordeler vil fremgå av nedenstående beskrivelse i forbindelse med tegningen. Figur 1 er et flytskjema som illustrerer en ut-førelsesform av oppfinnelsen. Figur 2 er et flytskjema som illustrerer en annen utførelsesform av oppfinnelsen. Other purposes and advantages will be apparent from the description below in connection with the drawing. Figure 1 is a flowchart illustrating an embodiment of the invention. Figure 2 is a flowchart illustrating another embodiment of the invention.

Ved den foreliggende oppfinnelse anvendes hoved-sakelig samme apparat og flytskjema som ifølge U.S. patent nr. 3.832.276, med bare mindre endringer. Således er de trekk som er forskjellige ifølge foreliggende oppfinnelse (jevnfør tegningen i sammenligning med figur 2 i ovennevnte patent): alkali (NaOH) tilføres via ledning 3b til ledning 3 istedenfor valgfritt eller via tank 1 ifølge patentet; via ledning 3 tilføres alkali og oksygen til ledning 2a, istedenfor tank 1. Oksygenkilder 3a og pre-retens jonskaret 6 for høyt trykk er ikke lenger bare valgfrie, skjønt den hurtiggående trykkblander 4 som er vist på nærværende figur 2, kan tjene samme formål som retensjonskaret 6, hvilket vil bli beskrevet nedenfor. In the present invention, essentially the same apparatus and flow chart are used as according to U.S. Patent No. 3,832,276, with only minor changes. Thus, the features that are different according to the present invention (according to the drawing in comparison with Figure 2 in the above-mentioned patent): alkali (NaOH) is supplied via line 3b to line 3 instead of optionally or via tank 1 according to the patent; via line 3, alkali and oxygen are supplied to line 2a, instead of tank 1. Oxygen sources 3a and the pre-retention ion vessel 6 for high pressure are no longer only optional, although the high-speed pressure mixer 4 shown in the present figure 2 can serve the same purpose as the retention vessel 6, which will be described below.

I henhold til figur 1, som illustrerer According to Figure 1, which illustrates

en utførelsesform av fremgangsmåten, blir en masseoppslemning med den ønskede konsistens fremstilt ved blanding i tank 1. En pumpe 2 fører oppslemningen til en blander 4, som er et kammer utstyrt med en hurtiggående blandeanordning som gir høy skjærkraft, in one embodiment of the method, a mass slurry with the desired consistency is produced by mixing in tank 1. A pump 2 leads the slurry to a mixer 4, which is a chamber equipped with a fast-moving mixing device that provides high shear force,

så som en "Lightnin<1> Mixer", hvor oksygen sammen med alkali og resirkulert væske fra en vasker 10 dispergeres i den alkaliske masse. Ytterligere oksygen kan tilføres blanderen 4 via et innløp 4a. Alkali fra ledning 3b og oksygen fra ledning 3a tilføres sammen med vaskevæske fra vaskeren 10 til ledning 3 og videre til ledning 2a og herfra til blanderen 4. Den O^holdige masse føres deretter fra such as a "Lightnin<1> Mixer", where oxygen together with alkali and recycled liquid from a washer 10 is dispersed in the alkaline mass. Additional oxygen can be supplied to the mixer 4 via an inlet 4a. Alkali from line 3b and oxygen from line 3a are fed together with washing liquid from washer 10 to line 3 and further to line 2a and from here to mixer 4. The O^-containing mass is then fed from

blanderen 4 via ledning 4a til en varmeveksler 5, hvor vanndamp anvendes til å heve temperaturen til den ønskede verdi. Den opp-varmede, alkaliske masse føres deretter gjennom en ledning 5a og til et trykkammer 6, hvor trykket forbigående heves en kort tid ved hjelp av oksygen under trykk. the mixer 4 via line 4a to a heat exchanger 5, where steam is used to raise the temperature to the desired value. The heated, alkaline mass is then led through a line 5a and to a pressure chamber 6, where the pressure is temporarily raised for a short time by means of oxygen under pressure.

Det trykkbehandlede materiale fra kammeret 6 føres gjennom en ledning 6a hvor det blandes med ytterligere mengder oksygen og alkali fra ledning 3c, hvorved massens konsistens reduseres til den ønskede verdi. Strømmen fra ledning 6a føres til en ventil 7, hvor eventuelt uoppløst, udispergert oksygen fjernes fra væsken, hvoretter den G^-holdige, alkaliske masse føres til bunnen av bleketårnet 8 via en ledning 7a. På dette punkt påsees at temperaturen av oppslemningen er under kokepunktet. Strømmen av den alka- The pressure-treated material from the chamber 6 is passed through a line 6a where it is mixed with additional amounts of oxygen and alkali from line 3c, whereby the consistency of the mass is reduced to the desired value. The flow from line 6a is led to a valve 7, where any undissolved, undispersed oxygen is removed from the liquid, after which the G^-containing, alkaline mass is led to the bottom of the bleaching tower 8 via a line 7a. At this point it is ensured that the temperature of the slurry is below the boiling point. The flow of the alka-

liske masse går oppover gjennom tårnet, som vist, med tilstrekkelig oppholdstid til at den ønskede blekning og delignifisering kan finne sted. Agitering av masseoppslemningen i tårnet skal unngås. Begynnelsestrykket og trykkforskjellen under blekebehandlingen bestemmes av tårnets høyde. lish mass passes upwards through the tower, as shown, with sufficient residence time for the desired bleaching and delignification to take place. Agitation of the pulp slurry in the tower must be avoided. The initial pressure and the pressure difference during the bleaching process are determined by the height of the tower.

Materialet fra tårnet blir så ført gjennom en ledning 9 til en vasker 10. Den varme, alkaliske restvæske som utvinnes i den første vasker, oppsamles i en beholder 11, og en del av den returføres gjennom ledning 3 til ledning 2a. En annen del returneres, til vaskeren 10. Massen fra vaskeren 10 føres deretter gjennom en ledning 13 til en annen vasker 14, hvor vaskevann tilføres, og den vaskede masse blir så ført til påfølgende bleketrinn, for eksempel klordioksyd-behandlinger. Materialet oppsamles i en beholder 15, fra hvilken en del uttas for anvendelse ved vasking av brunmasse, mens resten føres gjennom ledning 16 for anvendelse ved vasking av masse i den første vasker 10. The material from the tower is then led through a line 9 to a washer 10. The hot, alkaline residual liquid that is extracted in the first washer is collected in a container 11, and part of it is returned through line 3 to line 2a. Another part is returned to the washer 10. The pulp from the washer 10 is then passed through a line 13 to another washer 14, where washing water is added, and the washed pulp is then taken to subsequent bleaching steps, for example chlorine dioxide treatments. The material is collected in a container 15, from which a part is taken out for use when washing brown pulp, while the rest is passed through line 16 for use when washing pulp in the first washer 10.

Utførelsesformen ifølge figur 2 og det der beskrevne apparat avviker fra det som er vist på "figur 1, ved at trykkammeret 6 på figur 1 er erstattet med blanderen 4, som tjener samme formål som nevnte trykkammer. Blanderen 4 på figur 2 har en "in-line" blandeanordning som gir høy skjærkraft og som kan dispergere oksygen fordelt i hele massen, og den anvendes ved forhøyet temperatur og trykk slik at den tjener samme formål som trykkammeret 6 The embodiment according to Figure 2 and the apparatus described therein differs from that shown in "Figure 1, in that the pressure chamber 6 in Figure 1 is replaced by the mixer 4, which serves the same purpose as said pressure chamber. The mixer 4 in Figure 2 has an "in -line" mixing device which provides high shear and which can disperse oxygen distributed throughout the mass, and it is used at elevated temperature and pressure so that it serves the same purpose as the pressure chamber 6

på figur 1. For oppnåelse av dette må blanderen kunne motstå de trykk som kammeret 6 utsettes for. Når massen forlater blanderen gjennom ledning 6a, blir den fortynnet med 02-holdig, alkalisk løs-ning fra ledning 3a. in Figure 1. To achieve this, the mixer must be able to withstand the pressures to which the chamber 6 is exposed. When the mass leaves the mixer through line 6a, it is diluted with O2-containing, alkaline solution from line 3a.

Som det fremgår av ovenstående blir den alkaliske strøm etter at den er oppfrisket med alkali (3b) og oksygen (3a) , delt i to strømmer (3) og (3c). Førstnevnte strøm (3), som hensiktsmessig utgjør omtrent halvparten av den alkaliske strøm, anvendes til å fortynne den innkommende tykke masse til en høyere konsistens enn den endelig ønskede, for eksempel til en konsistens på As can be seen from the above, the alkaline stream, after it has been refreshed with alkali (3b) and oxygen (3a), is divided into two streams (3) and (3c). The first-mentioned stream (3), which conveniently makes up approximately half of the alkaline stream, is used to dilute the incoming thick mass to a higher consistency than the final desired one, for example to a consistency of

ca. 4,5%. Resten av den alkaliske strøm tilføres via ledning 3c til materialet i ledning 6a fra høyttrykkskaret 6. Dette vil ytterligere redusere masseoppslemningens konsistens til en verdi på ca. 3% eller en mer hensiktsmessig, mer fortynnet konsistens. Den ytterligere fortynning tjener også til å redusere oppslemningens temperatur til under kokepunktet. Den antas også å gi ytterligere blek-ningsfordeler i tårnet. Siden den volumetriske strømningshastighet gjennom pre-retensjonssysternet nedsettes, vil oppholdstiden øke. about. 4.5%. The remainder of the alkaline flow is supplied via line 3c to the material in line 6a from the high-pressure vessel 6. This will further reduce the pulp slurry's consistency to a value of approx. 3% or a more appropriate, more diluted consistency. The further dilution also serves to reduce the temperature of the slurry to below the boiling point. It is also believed to provide additional whitening benefits in the tower. Since the volumetric flow rate through the pre-retention system is reduced, the residence time will increase.

For en og samme forbrukte varmemengde vil man også få en høyere pre-retensjonstemperatur. For en gitt NaOH-konsentrasjon i filtratet vil oppdelingen av strømmen på den beskrevne måte redusere konsen-trasjonen av NaOH i pre-retensjonsreaktoren. For one and the same amount of heat consumed, you will also get a higher pre-retention temperature. For a given NaOH concentration in the filtrate, dividing the stream in the described manner will reduce the concentration of NaOH in the pre-retention reactor.

Det er ønskelig at oppdelingen av væskestrømmen av oppfriskningsalkali reguleres slik at i all fall ca. 1/3-del av totalstrømmen vil,føres til innløpet for den tykke masse, det vil si gjennom ledning 3, idet de øvrige 2/3-deler strømmer til utløpet av høytrykksreaktoren, det vil si gjennom ledning 3c. I dette trinn er konsistensen av oppslemningen i høytrykkskaret 6 hensiktsmessig mellom 3 og 11 vekt%, fortrinnsvis mellom 4 og 8%. Det er ønskelig at minst 1/3 av filtratstrømmen føres til utløpet av høytrykks-reaktoren gjennom ledning 3c. It is desirable that the division of the liquid flow of refreshing alkali is regulated so that in any case approx. 1/3 of the total flow will be led to the inlet for the thick mass, i.e. through line 3, with the other 2/3 flowing to the outlet of the high-pressure reactor, i.e. through line 3c. In this step, the consistency of the slurry in the high-pressure vessel 6 is suitably between 3 and 11% by weight, preferably between 4 and 8%. It is desirable that at least 1/3 of the filtrate flow is led to the outlet of the high-pressure reactor through line 3c.

Ved industriell drift tar man sikte på at temperaturen av alkali-oppfriskningsløsningen som strømmer inn i ledningene 3 og 3c, skal nå likevekt ved 54 - 60°C. In industrial operation, the aim is that the temperature of the alkali refreshment solution flowing into lines 3 and 3c should reach equilibrium at 54 - 60°C.

I henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen According to the method according to the invention

blir en alkalisk vandig masse med lav konsistens, for eksempel under 10 vekt% masse, fortrinnsvis mellom 2 og 6% og aller helst mellom 3 og 4%, anvendt i tårnet 8. Det tilføres tilstrekkelig alkali til å heve massens pH til mellom ca. 9 og 14, fortrinnsvis mellom 11,5 og 12,5. Når det anvendes natriumhydroksyd, er det vanligvis ønskelig å bruke 1 - 10 g pr. liter eller at det utgjør mellom 0,1% og 1,0 vekt% av masseoppslemningen. an alkaline aqueous mass with a low consistency, for example below 10% mass by weight, preferably between 2 and 6% and most preferably between 3 and 4%, is used in the tower 8. Sufficient alkali is added to raise the pH of the mass to between approx. 9 and 14, preferably between 11.5 and 12.5. When sodium hydroxide is used, it is usually desirable to use 1 - 10 g per liter or that it constitutes between 0.1% and 1.0% by weight of the pulp slurry.

Den alkaliske masse blir hensiktsmessig blandet med oksygen i blandeanordningen 4 , slik at man ikke får noen store oksygenblærer i den vandige masse. Det er ønskelig at det ikke foreligger noen oksygenblærer større enn ca. 1,5 mm i diameter. Fortrinnsvis er det praktisk talt ikke uoppløst oksygen-gass tilstede i massen. I regelen blir oksygen tilført i en mengde mellom 0,1 og 4vekt% av den vandige masse, fortrinnsvis mel- The alkaline mass is suitably mixed with oxygen in the mixing device 4, so that no large oxygen bubbles are obtained in the aqueous mass. It is desirable that there are no oxygen bubbles larger than approx. 1.5 mm in diameter. Preferably, there is practically no undissolved oxygen gas present in the mass. As a rule, oxygen is added in an amount between 0.1 and 4% by weight of the aqueous mass, preferably

lom o,2 og 0,8% for mykved, og mellom 0,2 og 0,4 vekt% gir de beste resultater for hårdved-masse. Uoppløste oksygenblærer av betydelig størrelse skal unngås, da de bevirker kanaldannelse som forstyrrer massens oppoverrettede strømning gjennom bleketårnet, hvorved blekingen blir uensartet, hvilket er meget uheldig. Videre har store blærer en tendens til å agglomerere, og dette bør unngås. Eventuelle uoppløste blærer bør være så findispergert at man unngår enhver betydelig agglomerering. lom o.2 and 0.8% for softwood, and between 0.2 and 0.4% by weight give the best results for hardwood pulp. Undissolved oxygen bubbles of significant size must be avoided, as they cause channel formation which interferes with the upward flow of the mass through the bleaching tower, whereby the bleaching becomes uneven, which is very unfortunate. Furthermore, large blisters tend to agglomerate and this should be avoided. Any undissolved blisters should be so finely dispersed as to avoid any significant agglomeration.

Eventuelt uoppløst oksygen, for eksempel blærer Any undissolved oxygen, for example blisters

med diameter på ca. 1,5 mm og derover, ventileres fra systemet, jevnfør ventilen 7 og ledningen 7b, før den oksygenholdige. masse føres til bleketårnet 8. with a diameter of approx. 1.5 mm and above, is vented from the system, aligning the valve 7 and the line 7b, before the oxygen-containing. mass is taken to the bleaching tower 8.

Fordelingen av oksygen i massen oppnås hensiktsmessig ved hjelp av hvilken som helst blandeinnretning med høy hastighet som gir høy skjærkraft. Dette utstyr er konvensjonelt. Blant slike innretninger nevnes "Lightnin' In-line mixer" eller "Line-Blender" (Mixing Equipment Co., Inc.). Imidlertid kan hvilken som helst blander som gir høy skjærkraft anvendes, som antydet ved 4 The distribution of oxygen in the pulp is conveniently achieved by means of any high speed mixing device which provides high shear. This equipment is conventional. Among such devices, mention is made of the "Lightnin' In-line mixer" or "Line-Blender" (Mixing Equipment Co., Inc.). However, any high shear mixer can be used, as indicated at 4

på figur 2. on Figure 2.

I pre-retensjonskaret 6 eller blanderen 4 er det ønskelig med trykk på opp til 20 ato, fortrinnsvis 2-10 ato, In the pre-retention vessel 6 or the mixer 4, it is desirable to have a pressure of up to 20 ato, preferably 2-10 ato,

og temperaturer mellom 73 og 14 9°C, fortrinnsvis mellom 96 og 127°C, i fra 1 til 30 minutter. and temperatures between 73 and 149°C, preferably between 96 and 127°C, for from 1 to 30 minutes.

Under behandlingen i tårnet 8 er det ønskelig at reaksjonstemperaturen i den vandige masseoppslemning ligger mellom ca. 71°C og kokepunktet, fortrinnsvis mellom 90 og 100°C. Når det anvendes reaksjonstemperaturer vesentlig over 100 C, må det selv-sagt anvendes trykkfrembringende midler. Av denne grunn vil de maksimale reaksjonstemperaturer i noen grad avhenge av høyden av bleketårnet eller det anvendte begynnelsestrykk. Temperaturen bør ikke overskride masseoppslemningens kokepunkt ved det aktuelle trykk. During the treatment in the tower 8, it is desirable that the reaction temperature in the aqueous pulp slurry is between approx. 71°C and the boiling point, preferably between 90 and 100°C. When reaction temperatures significantly above 100 C are used, pressure generating agents must of course be used. For this reason, the maximum reaction temperatures will depend to some extent on the height of the bleaching tower or the initial pressure used. The temperature should not exceed the pulp slurry's boiling point at the relevant pressure.

Under blekingen i tårnet 8 reduseres trykket av den vandige masse gradvis med minst én atmosfære, maksimalt med ca. During the bleaching in the tower 8, the pressure of the aqueous mass is gradually reduced by at least one atmosphere, a maximum of approx.

10 atmosfærer. Denne trykkdifferanse under blekingen kan representeres av bleketårnets høyde, dog kan hvilke som helst midler til gradvis og konstant reduksjon av trykket under behandlingen anvendes. Således vil et 90m bleketårn gi et begynnelsestrykk på ca. 9,2 ato, og et 12m bleketårn gir et begynnelsestrykk på ca.1,15 ato. Det er ønskelig at det anvendes et bleketårn som ikke er høyere enn ca. 10 atmospheres. This pressure difference during the bleaching can be represented by the height of the bleaching tower, however, any means for gradual and constant reduction of the pressure during the treatment can be used. Thus, a 90m bleaching tower will give an initial pressure of approx. 9.2 ato, and a 12m bleaching tower gives an initial pressure of approx. 1.15 ato. It is desirable that a bleaching tower is used that is no higher than approx.

9Om og ikke lavere enn ca. 12m. 9 About and not lower than approx. 12 m.

Den vandige massens oppholdstid i bleketårnet 8 Residence time of the aqueous mass in the bleaching tower 8

kan variere avhengig av trykket i systemet og av den blekegrad som ønskes for den aktuelle masse. Noen masser krever mer drastisk blekebehandling enn andre. I regelen er det tilstrekkelig med 5 - 120 minutter. Med et høyere begynnelsestrykk (høyere tårn) kan tiden reduseres til 2-60 minutter. Med et 12m tårn, som gir en trykkfor-skjell på omtrent én atmosfære, vil det være tilfredsstillende å bruke 30-60 minutter, fortrinnsvis ca. 4 0 minutter. can vary depending on the pressure in the system and on the degree of bleaching desired for the pulp in question. Some pulps require more drastic bleaching treatment than others. As a rule, 5 - 120 minutes is sufficient. With a higher initial pressure (higher tower) the time can be reduced to 2-60 minutes. With a 12m tower, which gives a pressure difference of approximately one atmosphere, it will be satisfactory to spend 30-60 minutes, preferably approx. 40 minutes.

En av de vesentlige fordeler med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at den gjør det mulig å oppnå en gunstigere viskositet av massen. Viskositeten representerer et mål for den gjennomsnittlige polymeriseringsgrad for cellulosen i massen, det vil si cellulosens gjennomsnittlige kjedelengde. Avtagende viskositetsverdier representerer således graden av depolymerisering eller nedbryting som skjer under blekeprosessen. En altfor sterk nedbryting bør unngås, idet den gir uønskede fysikalske egenskaper hos det papir som fremstilles av massen. One of the significant advantages of the method according to the invention is that it makes it possible to achieve a more favorable viscosity of the mass. The viscosity represents a measure of the average degree of polymerization of the cellulose in the mass, that is to say the cellulose's average chain length. Decreasing viscosity values thus represent the degree of depolymerization or degradation that occurs during the bleaching process. An excessively strong breakdown should be avoided, as it gives undesirable physical properties to the paper produced from the pulp.

Kappa-tallet bestemmes ut fra det kaliumpermanganat som forbrukes av en prøve av massen og representerer et mål fer lignininnholdet. Jo høyere Kappa-tallet er, desto mindre er massen bleket og delignifisert. Ved å sammenligne prøvenes Kappa-tall før og etter blekebehandlingen kan man måle delignifiseringsgraden. The kappa number is determined from the potassium permanganate consumed by a sample of the pulp and represents a measure of the lignin content. The higher the Kappa number, the less the pulp is bleached and delignified. By comparing the samples' Kappa numbers before and after the bleaching treatment, the degree of delignification can be measured.

De følgende eksempler vil ytterligere belyse oppfinnelsen. I eksemplene og beskrivelsen for øvrig er material-mengdene uttrykt i vekt% med mindre annet er sagt. The following examples will further illustrate the invention. In the examples and the description elsewhere, the material quantities are expressed in weight% unless otherwise stated.

Eksempler I til X Examples I to X

Under anvendelse av det på figur 1 viste apparat Using the apparatus shown in figure 1

ble det gjort undersøkelser i et forsøksanlegg, og de anvendte betingelser og resultatene er vist i nedenstående tabell I. Under forsøkene ble det gjort sammenligninger mellom konvensjonell drift av systemet i henhold til den fremgangsmåte som er beskrevet i U.S. patent 3.832.276, og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med "delte strømmer". Således anvendes i eksemplene I, II, VI, og VII "helstrøms"-teknikken, hvor hele mengden av Q,-holdig alkalisk løsning investigations were carried out in a test facility, and the conditions used and the results are shown in Table I below. During the tests, comparisons were made between conventional operation of the system according to the method described in the U.S. patent 3,832,276, and the "split stream" method of the invention. Thus, in Examples I, II, VI, and VII, the "full flow" technique is used, where the entire amount of Q,-containing alkaline solution

går gjennom trykkreaktoren 6 og er merket "kjent" i tabell I. I de øvrige eksempler anvendes systemet ifølge oppfinnelsen med "delte strømmer", hvor endel av alkaliet og oksygenet føres utenom trykkreaktoren 6. Disse eksempler er merket "delt" i tabell I. passes through the pressure reactor 6 and is marked "known" in table I. In the other examples, the system according to the invention is used with "split streams", where part of the alkali and oxygen are led outside the pressure reactor 6. These examples are marked "split" in table I.

"UB" i tabellen betyr ubleket masse. Oksygen-strømmen representeres av det oksygen som tilføres ved en "Lightnin<1 >mixer" ved .4 og ved en kraftig blander ved 3a på tegningen. "UB" in the table means unbleached pulp. The oxygen flow is represented by the oxygen supplied by a "Lightnin<1 >mixer" at .4 and by a powerful mixer at 3a in the drawing.

I forsøkene ifølge |tabell I må man sammenligne metodene ved en gitt reduksjon i permanganattallet eller kappa-tallet, da hver metode naturlig nok gir et område av verdier for delignifiseringen. For derivatmassé viser således eksemplene I og II at reduksjoner i permanganattalletipå 37-38% resulterte i en viskositetsnedsettelse på ca. 60-61% når hele strømmen går gjennom pre-retensjonskammeret 6. Ved anvendelse av delt strømning ble det ifølge eksempel V funnet at et lignende delignifiseringsnivå (4 0,4% reduksjon i permanganattallet) svarte til en viskositetsreduksjon på bare 38,6%. Eksemplene III og IV viser dessuten at man ved hjelp av delt strømning kan redusere permanganattallet med 45-54% før viskositeten reduseres i samme utstrekning som ved en totalstrøm gjennom kammeret 6. In the experiments according to |table I, one must compare the methods for a given reduction in the permanganate number or the kappa number, as each method naturally gives a range of values for the delignification. For derivative pulp, examples I and II thus show that reductions in the permanganate number of 37-38% resulted in a viscosity reduction of approx. 60-61% when the entire flow passes through the pre-retention chamber 6. Using split flow, according to Example V, it was found that a similar level of delignification (4 0.4% reduction in the permanganate number) corresponded to a viscosity reduction of only 38.6%. Examples III and IV also show that with the help of split flow, the permanganate number can be reduced by 45-54% before the viscosity is reduced to the same extent as with a total flow through chamber 6.

En lignende tendens, dog kanskje ikke så markert finner man med papirmasse - kvaliteter. Eksemplene VI og VII viser at "hel-strøm" ga kappatall-reduksjoner på 34,2% og 40,0%, med tilsvarende viskositet-tap på 43, l\ og 49,2%. Ved bruk av delt strømning i henhold til oppfinnelsen oppnådde man den lavere deligni-fiseringsgrad med bare 33,1% tap i! viskositet (eksempel VIII), mens eksemplene IX og X klart og entydig viser at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er overlegen ved de høyere verdier for kappatall-reduksjon. A similar tendency, although perhaps not so marked, can be found with pulp grades. Examples VI and VII show that "full flow" gave kappa number reductions of 34.2% and 40.0%, with corresponding viscosity losses of 43, 1\ and 49.2%. When using split flow according to the invention, the lower delignification rate was achieved with only 33.1% loss in! viscosity (example VIII), while examples IX and X clearly and unambiguously show that the method according to the invention is superior at the higher values for kappa number reduction.

Eksemplar XI - XIII Copies XI - XIII

Tabell II nedenfor viser noen flere eksempler på hen-siktsmessige driftsbetingelser hvor oppfinnelsen kommer til anvendelse. I disse eksempler hadde den ublekede masse til å begynne med en konsistens på 10%, fortynnet til konsistensen i høytrykks-reaktoren 6 med alkali ved 4,8 g/l og ved en temperatur på 60°C. Reaktorutløpet hadde en temperatur på 95 C. Eksempel XIII er her Table II below shows a few more examples of appropriate operating conditions where the invention is used. In these examples the unbleached pulp initially had a consistency of 10%, diluted to consistency in the high pressure reactor 6 with alkali at 4.8 g/l and at a temperature of 60°C. The reactor outlet had a temperature of 95 C. Example XIII is here

et sammenligningseksempel, hvor totalstrømmen går gjennom.pre-retensjonsreaktoren 6, som i henhold til U.S. patent nr. 3.832.276. a comparative example, where the total flow passes through the pre-retention reactor 6, which according to the U.S. Patent No. 3,832,276.

Claims

Process for continuous bleaching and delignification of cellulose pulp with oxygen, where a slurry of a pulp in an alkaline aqueous solution is prepared with a reaction temperature between 70 and 120°C, a consistency of 2-10% by weight,

a pH between 9 and 14, and where the slurry is treated with oxygen, whereby essentially all oxygen is dissolved and intimately dispersed, so that no agglomerated bubbles are formed, and the slurry is continuously kept under pressure and then introduced into a bleaching vessel, after which the pressure is gradually reduced, without the slurry being subjected to any significant agitation, so that there is a pressure gradient of between 1 and 10 atmospheres between the initial pressure and the final pressure, and the treated slurry is continuously withdrawn from the bleacher, characterized by oxygen being added to a alkaline aqueous solution, and the resulting alkaline aqueous solution is divided into two parts, and only the first part is combined with the pulp slurry, which is subjected to a pre-treatment in a pressure chamber at a temperature between 73 and 149°C and a pressure of up to 21 kp/ cm 2, and that the slurry under pressure is then mixed with the second part of the oxygen-containing alkaline aqueous solution and continuously honestly taken to the bleach container.